I progressi tecnologici in ambito di antenne, alta frequenza, tecnologia dei semiconduttori, algoritmi e circuiti integrati consentiranno in futuro di migliorare la performance dei sistemi radar e di realizzare nuove applicazioni. I temi di ricerca di questo ambito di competenza riguardano sistemi radar adattivi, cognitivi, multistatici, multifunzionali e connettivi, ma anche contromisure intelligenti per ridurre le interferenze. Per stare al passo con l’evoluzione dei moderni sistemi radar, sempre più dinamici e intelligenti, anche la controparte, ossia la ricognizione di sistemi radar, è sollecitata ad aggiornare le sue tecnologie. Per agire in questo senso, è necessario creare prima le basi con un’attività di sperimentazione. Inoltre, si tratterà di valutare i progressi nel riconoscimento, il tracciamento e l'identificazione di droni, ad esempio per rilevare droni in aree edificate.

In futuro, la possibilità di ricorrere a sensori iperspettrali permetterà la ricognizione a grandi distanze di postazioni ben mimetizzate. I sensori iperspettrali rilevano le proprietà dei materiali consentendo, in condizioni atmosferiche buone, di distinguere ad esempio una rete mimetica verde dalla vegetazione dello stesso colore. Al contrario, i cosiddetti sensori radar per la mappatura (Synthetic Aperture Radar, SAR) sono in grado di fornire immagini di ricognizione del territorio ad alta definizione anche in condizioni di nuvolosità, a grande distanza e ad ogni ora del giorno e della notte. Lo sviluppo ulteriore della tecnologia SAR promette di rilevare in tempo reale attività umane a terra e di riconoscere i minimi cambiamenti. Apparecchi SAR vengono installati su droni e aerei con pilota. Per motivi legati alla miniaturizzazione e a nuovi modelli di business, i sistemi SAR su satelliti acquisiscono un'importanza sempre maggiore.

L’analisi intelligente tramite sensori è destinata a diventare molto più importante negli anni a venire. Da una parte, in seguito ai progressi delle tecnologie dei semiconduttori applicate sui rilevatori, si assiste ad un notevole aumento del volume dei dati, che dovrà quindi essere analizzato a livello locale e ridotto. Dall’altra, lo sviluppo ulteriore dell’intelligenza artificiale e di circuiti integrati permette di realizzare soluzioni tecnologiche per l’integrazione tramite sensori di moderni algoritmi. Si tratta quindi di seguire e valutare i progressi verso un’intelligenza locale, vale a dire verso le cosiddette tecnologie Edge e Tiny Edge. Inoltre, si assiste ad un aumento dell'impiego di sensori eterogenei connessi. La fusione di dati e informazioni di sensori di questo tipo acquista importanza e sono richieste nuove soluzioni tecnologiche, in particolare per moderni sistemi C2 (Command and Control). In questo ambito di competenza vengono pertanto registrati e valutati i limiti e le tendenze di un’attività di sorveglianza intelligente e connettiva.

I progressi di rilevatori e sensori vengono valutati in riferimento ai limiti di prestazione. Questo riguarda multisensori, miniaturizzazione e sensori che ricorrono a nuove bande spettrali, nonché nuove possibilità per la ricognizione grandangolare. Vengono esaminati anche nuovi approcci finalizzati all'estensione delle distanze dei sensori o all’impiego su terreni urbani (ad es. Through Wall Sensing).

Le conoscenze sui segni di obiettivi e sottofondo sono un presupposto essenziale per poter valutare una moderna attività di mimetizzazione e rilevamento di obiettivo. Per questo, l’analisi dei segni mediante simulazioni e misurazioni viene considerata in ambito radar, nello spettro visivo e infrarosso come anche in ambito acustico. Inoltre vengono registrati e valutati i progressi in relazione alla mimetizzazione multispettrale, mobile e adattiva. Questo riguarda anche nuove possibilità nel campo della tecnologia dei materiali. Oggetto d’interesse è anche la mimetizzazione e diversione nei confronti dell'intelligenza artificiale in ambito di ricognizione. In questo ambito di competenza, vengono inoltre esposte nuove possibilità per il rilevamento di sparo e tiratore in situazioni difficili da gestire, ad esempio con sensori di avvertimento su elicotteri o in uno spazio urbano.

Il dimostratore tecnologico MIRANDA-35 consente l’effettuazione di riprese aeree del terreno anche in condizioni meteorologiche in cui altri sensori non forniscono informazioni utili (ad esempio cielo nuvoloso o pioggia). Le immagini Quicklook, vale a dire immagini di esplorazione a distanza a bassa risoluzione generate sull’aereo subito dopo la registrazione della misurazione, possono essere trasmesse via radio ad una stazione terrestre. Dopo una missione, i dati di misurazione memorizzati sull’aereo possono essere convertiti in immagini con la massima risoluzione di pixel di 10 cm. Il dimostratore tecnologico comprende cinque canali di ricezione potendo così determinare obiettivi mobili terrestri e aerei, proprietà polarimetriche di obiettivi terrestri, minimi cambiamenti come anche informazioni altimetriche sul terreno e su oggetti di grandi dimensioni.

I colpi di arma da fuoco sugli elicotteri sono difficilmente udibili per l’equipaggio poiché sono coperti dal rumore del veicolo stesso. Per questo è ancora più importante per il pilota ricevere avvisi automatici e indicazioni sulle zone di pericolo in caso d’evento. Al fine di sviluppare le competenze di valutazione in questo senso, un elicottero Cougar è stato equipaggiato con 14 microfoni speciali a scopo di test.

Un solo sensore spesso non è sufficiente per ottenere il risultato di ricognizione desiderato. La piattaforma multisensore consente di sfruttare il potenziale dato dalla fusione dei dati dei sensori.

Questo dimostratore tecnologico comprende un esacottero, un cavo elettrico e uno di trasferimento dati per il drone nonché una stazione terrestre. Il cavo è lungo 100 metri, tenendo comunque presente che l’esercizio tipico ha luogo a 80 metri da terra. Il cavo pesa 1,6 chilogrammi per 100 metri di lunghezza, ossia 16 grammi al metro. I dati possono essere trasferiti ad una velocità di 40 megabit al secondo. Il drone regola automaticamente i rotori in modo da poter volare stabilmente nel punto definito. Per motivi di sicurezza, è inoltre integrato un paracadute di emergenza. Attualmente, nel drone è integrato come payload un sistema Gimbal con fotocamera visiva e a infrarossi. È stato possibile dimostrare l’impiego del sistema complessivo a fini di ricognizione e sorveglianza ad esempio per il rilevamento di droni o lo svolgimento di compiti di sorveglianza della truppa. In una prossima fase, sarà considerato il rilevamento automatico e il tracciamento di obiettivi aerei e terrestri. 

Il dimostratore tecnologico UDPD (Urban drone presence detection) è costituito da più dispositivi microfono distribuiti e un'unità di analisi centrale. I dispositivi microfono funzionano a batteria e sono indipendenti dal vento e misurano i rumori nell'ambiente che li circonda, inviando i file audio ad un’unità centrale per la visualizzazione e la sorveglianza. Questo tipo di procedura permette a questa unità centrale di mappare la situazione acustica in tempo reale. L’unità centrale, inoltre, determina automaticamente per ogni dispositivo microfono se un drone è nelle vicinanze. Anche la distanza tra il drone e il dispositivo microfono viene stimata. Seguono alcuni parametri di un'unita microfono:

• spettro di segnale: 10 – 8 kHz
• livello di segnale: 25 – 130 dB
• esattezza di sincronizzazione temporale: <1 microsecondo
• velocità di trasferimento dati nella comunicazione senza fili: 256 kbps
• potenza: 0,8 W
• durata: 8 ore, possibilità di collegare un pannello solare

Quattro cosiddetti radar Software Defined Radio programmabili vengono comandati da un’unità centrale. La sincronizzazione temporale si basa sui segnali GPS. Con questo dimostratore si esaminano i seguenti temi di ricerca:

• onde radar non lineari
• reti radar, vale a dire fusione di rilevamenti di più apparecchi radar
• algoritmi radar cognitivi
• tecnologia stealth per radar, ossia metodi di mimetizzazione per apparecchi radar
• temi concernenti la RADCOM, vale a dire le basi per una coesistenza di radar e comunicazione
• approccio radar multistatico
• rilevamento di droni in territorio urbano

Un singolo nodo radar presenta i seguenti parametri:

antenne: un’antenna di trasmissione e due di ricezione

modalità operative: onda continua con modulazione di frequenza e onde di forma programmabile a piacere

frequenza radar: 8.2 – 10.6 GHz

larghezza di banda: 160 MHz per la modalità a onda lunga e 80 MHz per onde di forma programmabile a piacere

potenza di uscita: 2 W o 20 W

Gli apparecchi radar classici operano in caso monostatico, vale a dire che viene impiegata solo un’antenna oppure che le antenne di trasmissione e di ricezione si trovano nello stesso luogo. Se ora si installano antenne di trasmissione e ricezione in luoghi separati, ci si può aspettare un guadagno di diversità, ad esempio in riferimento alle prestazioni di ricezione delle onde radar ridiffuse dall’obiettivo o alle velocità Doppler. Un secondo ricevitore o uno aggiuntivo può incrementare ancora questa diversità. Questo dimostratore tecnologico presenta i seguenti parametri:

• banda di frequenza: banda C, 5.2 – 5.8 GHz
• larghezza di banda: massimo 50 MHz
• numero di antenne: 1 antenna di trasmissione e 2 antenne di ricezione
• antenna di trasmissione: Phased Array
• massima potenza di picco: 400 W
• settore di rotazione elettronica: 90°
• l’antenna di ricezione è costituita rispettivamente da otto antenne WLAN che gestiscono elettronicamente otto direzioni di ricezione
• area di ricerca: 5 km x 5 km

La fotocamera acustica con 120 microfoni permette il rilevamento e la localizzazione di più fonti acustiche in tempo reale, ad esempio il rilevamento e la localizzazione ovvero il tracciamento dei rumori dei droni. Le direzioni azimut e di elevazione delle fonti acustiche misurate con la fotocamera acustica possono essere utilizzate per l'orientamento di ulteriori sensori (ad esempio fotocamera su una piattaforma girevole e inclinabile). Complessivamente, la fotocamera acustica è in grado di monitorare sul piano acustico l’ambiente direttamente circostante simultaneamente su sei frequenze di destinazione a libera scelta con bande individuali.